[發明專利]銅合金鋼件的固溶燒結方法和壓縮機斜盤的燒結

無效

• 申請號: 201310112840.2
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN103170632A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 揭朝奎
• 申請（專利權）人: 嘉善洪達復合軸承有限公司
• 主分類號: B22F7/04
• 分類號: B22F7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及兩種金屬材料復合的方法，尤其涉及一種銅合金和鋼件復合的燒結方法和壓縮機斜盤的燒結。

背景技術

傳統的滑動軸承大多是全部用銅合金澆注鑄成平板或軸套，再經切削加工而成，這樣的結構制造成本高，特別是隨著有色金屬價格的上漲，這種整體的銅合金軸承逐漸被稱作雙金屬軸承所替代。目前的雙金屬軸承的制造方法是以鋼為基體，在鋼件的上表面均勻地鋪上銅合金粉末，并使其具有一定的鋪撒厚度；然后一起加熱，使銅合金粉末的表面在半融化的狀態，使銅合金粉末之間和銅合金粉末與鋼基體相互結合，稱為燒結，再通過軋制，提高表面銅合金的致密度，并控制其厚度，形成銅-鋼雙金屬軸承材料。通常這種方法適合平面的滑動軸承，對于圓形軸套狀的滑動軸承是先制成銅-鋼雙金屬的板材，后再根據要求卷制成帶開口的圓形軸套。而對于在鋼基體的多個表面，如正反兩面或側面覆有銅合金，就需要多次燒結銅合金，其工藝就十分復雜，而且質量難以控制。如汽車空調系統壓縮機的斜盤，其正反兩面均覆有銅合金層，就需要正反兩面分成兩次燒結和軋制工藝較復雜，生產效率低。

發明的內容

本發明的目的是克服現有方法存在的缺點，提供一種工藝簡單，生產效率高，質量容易控制的銅合金鋼件的固溶燒結方法和壓縮機斜盤的燒結。

為了達到上述要求，銅合金鋼件的固溶燒結方法：其特征是將鋼件放在用石墨制成的模具中，在需要燒結銅合金層的鋼件表面鋪上或撒上銅合金粉，使需要有銅合金層的鋼件表面覆蓋有銅合金粉，將帶有銅合金粉和鋼件的石墨模具一起放到加熱爐中加熱，加熱溫度為1100℃±50℃，保溫2-3小時，使銅合金粉完全融化，經冷卻后脫模，使得在鋼件所覆銅合金粉的表面形成粘接牢固的銅合金層。

所述的加熱是在氫氣保護的環境下進行的。

利用銅合金鋼件的固溶燒結方法來燒結壓縮機斜盤的方法：用燒結的石墨塊加工成鋼質斜盤能水平放入的形腔模，在燒結銅合金銅層位置的形腔上，鋪上厚度均勻需要燒結的銅合金銅粉，在銅合金銅粉上放鋼質斜盤，在鋼質斜盤的上表面撒上厚度均勻的銅合金粉，將形腔模放到加熱爐中勻速升溫加熱到1100℃±50℃，升溫速度由室溫到1100℃±50℃為50-60分鐘，保溫2.5-3小時，后經1.5小的勻速降溫至120℃出爐，出爐冷卻后脫模。

根據上述方案設計的銅合金鋼件的固溶燒結方法，它利用銅合金熔點比鋼低的特點，使銅合金粉在石墨的模腔內融化、冷卻、凝固，與鋼件牢固結合，形成結合牢固、強度大的銅合金層。它與傳統雙金屬軸承的制造方法相比，具有以下優點：

1、結合強度高。由于銅合金粉和鋼件一起在模具中加熱，溫度均勻，且溫度達到銅合金完全熔融的狀態，銅的原子滲透到鋼件表明鐵的晶界中，形成固溶體，銅合金與鋼件充分接觸。它不同于傳統的僅加熱到銅合金粉表面融化的狀態，或者在鋼件上直接澆注融化的銅合金液，直接澆注的方法由于澆注的先后時間差和銅合金液與鋼件的溫度差，會影響了銅合金層與鋼件的結合強度。

2、制造工藝簡單。該方法可以在石墨模具中將鋼件的任何一個或多個表面通過一次燒結完成覆銅燒結工藝。

3、生產效率高。多個表面可通過一次燒結完成覆銅燒結，避免了傳統的多個表面需多次燒結的弊端，并且在燒結后不需要再經軋制，大大縮短了生產加工周期。

4、制造成本低。在燒結時，雖然需要石墨模具，但石墨模具成本低，一套模具可重復使用上千次，避免了多個表面需多次燒結，能量浪費的問題。

5、產品質量好。銅合金在完全熔融的狀態下與鋼件結合，它不同于銅合金粉在半融化的狀態，依靠軋制壓實，因此銅合金的致密度高，銅合金的表面承載力大，使用壽命長。石墨模具不同于其它金屬模或普通的型砂模，不會發生粘砂和脫模困難的問題，石墨模具的制造精度高，燒結后工件的尺寸精度高。

附圖說明

圖1是壓縮機斜盤的結構示意圖；

圖2是用燒結的石墨制成的形腔模結構示意圖；

圖3是在形腔模中鋪上銅合金粉，放入鋼質斜盤再撒上銅合金粉在燒結時的狀態圖。

圖4是燒結的溫度控制曲線圖。

圖中：1、鋼質斜盤；2、形腔模；3、銅合金銅粉；4、銅合金粉；5、銅合金層。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的描述。